Principe de fonctionnement d'amplification de la lumière

Grâce à l'approvisionnement en énergie, par exemple sous la forme de lumière, il est possible d'amener les électrons d'une molécule ou d'un atome unique à un niveau plus élevé d'un point de vue énergétique.

Émission spontanée

L'électron se retrouve alors dans un « état excité », qui existe seulement pour un millième de milliardième de seconde. Suivant les lois de la physique, les électrons se dirigent toujours vers le niveau d'énergie le plus faible. Le retour à l'état basique libère l'énergie. Cela se produit sous la forme de rayonnement électromagnétique également dénommé « émission spontanée ».

Induction d'une une émission stimulée

Les photons libérés se propagent dans le milieu (mélanges de gaz, la matière solide, etc.), ce qui conduit à des collisions avec d'autres électrons. Quand un électron existe sous l'« état excité » et qu'il entre en collision avec un photon, cela déclenche une décharge précoce qui libère deux photons.

Ce processus se nomme « émission induite ou stimulée », puisque l'émission de lumière a été déclenchée par un photon externe. La particularité de ce processus réside dans le fait que les photons libérés ont la même longueur d'onde et longueur de phase.